Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 5. С. 122-132
К вопросу мониторинга смещений земной поверхности методами радарной спутниковой интерферометрии
Е.А. Киселева
1 , В.О. Михайлов
1 , Е.И. Смольянинова
1 , П.Н. Дмитриев
1 1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 25.09.2017
DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-5-122-132
При мониторинге смещений земной поверхности территорий с малым количеством техногенных, хорошо отражающих спутниковый сигнал объектов, критически важно разработать методику для выделения отражений от природных объектов, которые характеризуются невысокой амплитудой отраженного сигнала и недостаточной когерентностью на некоторых интерферометрических парах. В работе дан краткий критический обзор различных технологий, применяемых при обработке данных спутниковой радарной интерферометрии, в том числе наиболее перспективных методов совместного поиска устойчивых и распределенных отражателей APSI (Advanced Persistent Scatterer Interferometry). Рассмотрен метод адаптивной фильтрации амплитуды, разработанный в рамках идеологии APSI (Ferretti et al., 2011), и его реализация в виде модуля программного пакета StaMPS/MTI (Hooper, Segall, Zebker, 2007). Для Адлерского района г. Сочи приведены расчеты поля смещений по данным со спутника ALOS PALSAR в программном пакете StaMPS/MTI без использования каких-либо дополнительных обработок и с предварительным использованием алгоритма адаптивной фильтрации амплитуды. Число отражателей при использовании снимков после проведения предложенной в работе фильтрации амплитуды превысило 50000, против 30000 отражателей при использовании оригинальных снимков.
Ключевые слова: радары с синтезированной апертурой, интерферометрия, методы совместного поиска устойчивых и распределенных отражателей APSI
Полный текстСписок литературы:
- Большев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М.: Наука, 1983. 416 с.
- Михайлов В.О., Назарян А.Н., Смирнов В.Б., Диаман М., Шапиро Н.М., Киселева Е.А., Тихоцкий С.А., Поляков С.А., Смольянинова Е.И., Тимошкина Е.П. Совместная интерпретация данных дифференциальной спутниковой интерферометрии и GPS на примере Алтайского (Чуйского) землетрясения 27.09.2003 г. // Известия РАН. Сер. Физика Земли. 2010. № 2. С. 3–16.
- Михайлов В.О., Киселева Е.А., Смольянинова Е.И., Дмитриев П.Н., Голубев В.И., Исаев Ю.С., Дорохин К.А., Тимошкина Е.П., Хайретдинов С.А. Некоторые проблемы мониторинга оползневых процессов с использованием спутниковых радарных снимков с различной длиной волны на примере двух оползневых склонов в районе Большого Сочи // Известия РАН. Сер. Физика Земли. 2014. № 4. С. 120–130.
- Bamler R., Hartl P. Synthetic aperture radar interferometry // Inverse Problems. 1998. Vol. 14 (4). P. R1–R54.
- Berardino P., Fornaro G., Lanari R., Sansosti E. A new algorithm for surface deformation monitoring based on small baseline differential SAR interferograms // IEEE Transact. Geoscience and Remote Sensing. 2002. Vol. 40. No. 11. P. 2375–2383.
- Ferretti A., Prati C., Rocca F. Permanent scatterers in SAR interferometry // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2001. Vol. 39. No. 1. P. 8–20.
- Ferretti A., Fumagalli A., Novali F., Prati C., Rocca F., Rucci A. A new algorithm for processing interferometric datastacks: Squeesar // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2011. Vol. 49. No. 9. P. 3460–3470.
- Hanssen R. Radar Interferometry: Data Interpretation and Error Analysis. Dordrecht, The Netherlands: Kluwer, 2001. 328 p.
- Hooper A., Segall P., Zebker H. Persistent Scatterer InSAR for Crustal Deformation Analysis, with Application to Volcan Alcedo, Galapagos // J. Geophysical Research. 2007. Vol. 112. B07407. DOI: 10.1029/2006JB004763.
- Kampes B.M. Radar interferometry: persistent scatterer technique. Springer, 2006. 220 p.
- Lanari R., Manzo M., Pepe A., Yang Y., Tizzani P., Zeni G. A full exploitation of the enhanced SBAS-DInSAR approach in volcanic and seismogenic areas // Proc. IGARSS 2013. Melbourne 21–26 July 2013.
- Monti Guarnieri A., Tebaldini S. On the exploitation of target statistics for sar interferometry applications // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2008. Vol. 46. No. 11. P. 3436–3443.
- Samiei-Esfahany S., Martins J.E., van Leijen F., Hanssen R.F. Phase Estimation for Distributed Scatterers in InSAR Stacks Using Integer Least Squares Estimation // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2016. Vol. 54. No. 10. P. 5671–5686.
- Samsonov S.V., Tiampo K.F., Rundle J.B. Application of DInSAR GPS optimization for derivation of three dimensional surface motion of the southern California region along the San Andreas fault // Computers and Geosciences. 2008. Vol. 34. P. 503–514.
- Stephens M.A. Use of the Kolmogorov-Smirnov, Cramér-Von Mises and related statistics without extensive tables // J. Royal Statistical Society. Ser. B (Methodological). 1970. Vol. 32. No. 1. P. 115–122.
- Wang M., Li T., Jiang L. Monitoring reclaimed lands subsidence in Hong Kong with InSAR technique by persistent and distributed scatterers // Natural hazards. 2016. Vol. 81. No. 1. P. 541–543.